В среднеюрское время, как указано выше, условия осадконакопления меняются от аллювиальных и озерно-болотных к авандельтовым и прибрежно-морским. Это привело к частому переслаиванию песчано-алевритовых пластов и разделяющих их глинистых покрышек. Слои характеризуются прерывистой линзовидной слоистостью, размывами, выклиниваниями, изменениями толщин.
Толщины пачек преимущественно песчаного состава изменяются от десятков сантиметров до нескольких метров. Проницаемые пласты то соединяются друг с другом, объединяясь в единые пачки, то утоняются до отдельных пластов. В целом среднеюрские отложения характеризуются отсутствием мощных выдержанных песчаных прослоев.
В отложениях средней юры ловушки литологического типа приурочены к руслам древних рек и к баровым песчаным образованиям. Баровые тела имеют плоское ложе и выпуклую верхнюю поверхность.
Ловушки, приуроченные к руслам древних рек, характеризуются извилистостью контуров в плане, резкой изменчивостью литологического состава и отсортированностью песчаного материала, а также выпуклым основанием песчаных линз. Наиболее показательным примером песчаного тела, связанного с древним руслом, является пласт IV на месторождении Джел, выявленным сейсморазведкой 3Д.
В четвертой главе рассматриваются закономерности распространения коллекторов в юрской терригенной формации.
Изучение коллекторских свойств пород терригенной юрской формации Восточного Устюрта имеет почти полувековую историю. Значительный вклад в их изучение был внесен в последние годы (2006-2011 гг.), когда было пробурено 20 глубоких скважин, расширен комплекс ГИС и достигнут высокий вынос керна из перспективной части разреза (до 100%).
При анализе распределения коллекторских свойств пород были использованы результаты исследования кернового и шламового материала, выполненные ОАО «ИГИРНИГМ» по пробуренным в 2006 - 2011 гг. скважинам поискового и разведочного бурения.
Анализ и выявление закономерностей распределения коллекторских свойств по площади и разрезу изучаемой территории Устюрта осуществлен раздельно по северной и южной частям рассматриваемой территории.
К северной части территории отнесены: Яркимбайский выступ, Аланская депрессия, Барсакельмесский прогиб, Агыинский выступ, Куаныш-Коскалинский вал, Кульбайско-Аторбайский прогиб, Актумсукская система поднятий, Харойский, Байтерек-Теренгкудукский и Кассарминский валы, к южной части: Шахпахтинская ступень и Ассакеауданский прогиб.
Коллекторские свойства песчано-алевритовых пород юрской терригенной формации Восточного Устюрта обладают невысокими ФЕС. Относительно лучшие коллектора связаны с прибрежно-морскими и русловыми фациями, территориально распространенными в южной части Устюрта.
В большинстве исследованных образцов нижней юры южной части Устюрта открытая пористость определена в диапазоне от 6 до 15 %, в то время как открытая пористость коллекторов северной части находится в диапазоне от 0 до 10 %.
Проницаемость коллекторов южной части распределена от 0 до 100х10-3 мкм2, в то время как проницаемость пород северной в большей своей части распределена в интервале от 0 до 10х10-3 мкм2.
Значения открытой пористости и проницаемости коллекторов средней юры южной части также выше, чем коллекторов северной части. В южной части значения открытой пористости основного объема образцов лежат в интервале от 6 до 25 %, в то время как образцы северной части имеют пористость от 0 до 15 %. Проницаемость образцов керна южной части Устюрта выше, чем проницаемость пород-коллекторов северной части.
Относительно хорошими ФЕС обладают коллектора аален-байосса, бата и келловей-оксфорда Байтерек-Теренгкудуского вала (площади Байтерек и Теренгкудук), и коллектора аален-байосса и бата Куаныш-Коскалинского вала (площадь Аламбек, месторождение Западный Барсакельмес и др.).
Юрская терригенная формация Восточного Устюрта имеет следующие особенности распространения и изменения пород-коллекторов:
? плохая выдержанность монолитных пластов песчаников, характерен их линзовидный характер. Пласты нижней юры относительно более выдержаны по сравнению с горизонтами средней юры и имеют большие толщины;
? увеличение количества выдержанных коллекторских горизонтов, содержащих газовые залежи, в южной части Устюрта по сравнению с северной частью (возможно, это связано с принадлежностью их к двум разным нефтегазоносным провинциям, где формация обладает как сходством строения, так и определенными различиями, оказывающими влияние на свойства коллекторов);
? преимущественно невысокие показатели ФЕС песчано-алевролитовых пород формации, причинами чего являются плохая отсортированность, первичная глинистость, интенсивные катагенетические преобразования. Отложения интенсивно преобразованы под влиянием процессов уплотнения и растворения обломочных зерен под давлением. В результате терригенные породы значительно уплотнились, усложнилась морфология их порового пространства, образовались конформная и инкорпорационная структуры, приведшие к ухудшению емкостных и фильтрационных свойств;
? улучшение коллекторских свойств нижне- и среднеюрских пород южной части Устюрта в сравнении с коллекторами северной части. В южной части значения открытой пористости имеют значения от 6 до 25 %, в то время как образцы северной части имеют пористость от 0 до 15 %. Проницаемость образцов керна южной части Устюрта выше, чем проницаемость пород-коллекторов северной части;
? коллектора средней юры обладают лучшими ФЕС относительно коллекторов нижней юры. Породы коллекторов нижнеюрских отложений имеют пониженную пористость 6 - 10% (IVкласс по классификации А.А. Ханина), против повышенной пористости среднеюрский отложений, что относит их к III классу коллекторов по классификации А.А. Ханина;
? приуроченность коллекторов с лучшими ФЕС к русловым, прибрежно-морским и, вероятно, дельтовым фациям.
В пятой главе рассмотрена газоносность юрской терригенной формации.
Юрская терригенная формация является единственной содержащей промышленные запасы газа на территории Восточного Устюрта и сопредельной территории Южного Приаралья (Судочий прогиб), если не считать незначительных залежей газа в кровельной части палеозоя на Куаныш-Коскалинском валу (месторождения Кокчалак и Карачалак).
Промышленная продуктивность нижнеюрских отложений установлена на пяти месторождениях (Джел, Куаныш, Акчалак, Западный Барсакельмес, Кокчалак), а также на площади Бердах в смежном Судочьем прогибе; среднеюрских терригенных отложений - на пяти месторождениях (Шахпахты, Джел, Акчалак, Кокчалак, Западный Барсакельмес), а также на шести площадях в Судочьем прогибе (Бердах, Восточный Бердах, Учсай, Сургиль, Шагырлык и Шеге); верхнеюрских отложений - на трех месторождениях (Шахпахты, Джел, Акчалак), а также на семи площадях в Судочьем прогибе (Восточный Бердах, Северный Арал, Учсай, Сургиль, Шагырлык, Северный Бердах, Урга).
По типу флюидов все месторождения Восточного Устюрта относятся к газоконденсатным и газовым.
К нефтегазоматеринским породам в рассматриваемом регионе относят обогащенные глинистым материалом и органическим веществом нижне-среднеюрские отложения, а также терригенно-вулканогенные образования верхнего карбона - нижней перми и глинисто-карбонатную толщу верхнего девона - нижнего карбона.
Преимущественный тип органического вещества в нижне-среднеюрском и верхнекаменноугольно-нижнепермском комплексах - гумусо-сапропелевый, с преобладанием гумусовой составляющей. В связи с этим обе названные толщи продуцировали преимущественно газообразные углеводороды.
Толща верхнего девона - нижнего карбона сформирована в условиях, благоприятных для накопления и сохранения органического вещества с большой долей сапропелевой составляющей, поэтому она обладала преимущественно нефтегенерирующим потенциалом.
Согласно исследованиям керна, проведенным РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, в палеозойском разрезе Восточного Устюрта в качестве нефтегазоматеринских пород могут рассматриваться черные известняки верхнего девона и черные аргиллиты верхнего карбона, распространенные на территории Ассакеауданского прогиба. В настоящее время эти породы не являются нефтегазопроизводящими, т.к. они испытали не только катагенез, но и метаморфизм, вследствие чего полностью утратили свой углеводородный потенциал. Условия накопления ОВ, судя по данным геологических исследований и хроматографии, были благоприятными для накопления ОВ, и его исходный потенциал мог быть достаточно высоким.
На остальных изученных участках Восточного Устюрта (Актумсукская система дислокаций, Кульбайско-Аторбайский прогиб, Барсакельмесский прогиб) каменноугольные отложения, по-видимому, не являлись не только нефте-, но и даже газоматеринскими породами. Для терригенных пород характерно очень низкое содержание ОВ (сотые доли процента), что не позволяет отнести их к породам, генерирующим УВ, или их газовый потенциал был низким.
Терригенные пермотриасовые отложения на изученной территории Восточного Устюрта не относятся к нефтегазоматеринским; так как они сильно преобразованы катагенетическими процессами (апокатагенез).
Наиболее благоприятные условия для накопления ОВ в пермотриасе существовали в южной части Устюрта (Ассакеауданский прогиб). В скважинах Кумой и Тамарлы встречаются прослои черных аргиллитов с повышенным остаточным генерационным потенциалом (ОВ=0,3-7,5%, (S1+S2) -2-5 мг УВ/г породы). По данным пиролиза и хроматографии они могут рассматриваться как газоматеринские породы.
В юрском разрезе Восточного Устюрта к нефтегазоматеринским относятся терригенные породы средней и нижней юры, обладающие повышенным остаточным генерационным потенциалом (ТОС=0,72-0,93%, (S1+S2)=0,6-0,9 мг УВ/г породы). В раннеюрское время накопление отложений, обладающих генерационным потенциалом, происходило в пределах Кульбайско-Аторбайского прогиба и Агыинского выступа, в средней юре - на всей изучаемой территории, за исключением Аторбайской мульды. Верхнеюрские отложения содержат низкие концентрации ОВ и не являются генераторами УВ. Юрский комплекс пород в полном объеме достиг главной зоны газообразования.
Природные газы юрских отложений Устюрта в различных частях разреза и латерально, по своему составу отличаются как объемным содержанием метана и его высших гомологов, так и неуглеводородных компонентов.
Газы из юрских отложений Шахпахтинского месторождения по сравнению с одновозрастными газами Куаныш-Коскалинского вала и Судочего прогиба более легкие и содержат низкое количество (2-14,6 г/м3) конденсата. Количество метана составляет 82,7-92,9 %, этан-бутановая составляющая - 2,08- 6,47 %, углекислого газа - 0,05-4,7 %, азота - 0,39-10,4%, сероводород отсутствует.
Анализ физико-химических характеристик природного газа по изученным месторождениям и площадям позволяет сделать вывод о том, что в верхнее- и среднеюрских отложениях Куаныш-Коскалинского вала развиты полусухие, полужирные, низкоуглекислые, углекислые, низкоазотные, азотные газы. В нижнеюрских отложениях указанного вала газы полусухие, жирные (Куаныш), сернистые, низкоуглекислые, низкоазотные, азотные. Газы месторождений Джел и Шахпахты - полусухие, бессернистые, низкоуглекислые.
Газоконденсат и нефть в пределах изучаемого региона распространены в широком интервале глубин - от 1500 м до 4480 м. Максимальное их развитие отмечено на глубинах 2000-3000 м.
Наиболее высоким содержанием конденсата отличается месторождение Куаныш (429,6 г/м3), существенно ниже содержание конденсата на Акчалаке (132,3 г/м3). По остальным месторождениям содержание конденсата невысокое (Западный Барсакельмес - 66 г/м3, Карачалак - 43,9 г/м3, Урга - 22,9 г/м3).
Притоки нефти до 28,3 м3/сут. получены на месторождении Западный Барсакельмес (нижняя юра). Нефти Западного Барсакельмеса легкие (0,826-0,832 г/см3), среднесернистые (0,61-0,79%), низкобензиновые (2-10%). В нефти мало метановых (56-64%), много ароматических (13-14%) и нафтеновых УВ (22-31%). Коэффициент цикличности равен 0,56-0,78. Это говорит о слабой метаморфизованности нефтей Западного Барсакельмеса.
В 2009 году на территории Шахпахтинской ступени было открыто месторождение Джел, на котором пробурено 4 скважины. Месторождение приурочено к локальной структуре, осложненной несколькими куполами, прослеживающимися не по всем горизонтам.
Всего на этом месторождении установлено 12 газонасыщенных продуктивных горизонтов - Ia, I, IV, IVа, VI,VIIа, VIII, VIIIа, IX, X, XI, XIII и один потенциально-продуктивный горизонт V, продуктивность которого предполагается по данным ГИС.
Из них горизонты Ia, I, X, XI, XIII образуют в достаточной степени выдержанные по площади проницаемые резервуары. Остальные горизонты либо имеют локальное развитие в виде линз и быстро выклинивающихся вверх по простиранию пластов (IVа, VIIа, VIIIа, IX), либо характеризуются наличием многочисленных зон замещения песчаных пластов на алевритово-глинистые (IV, V, VI, VIII).